ITTO20130151A1 - Elemento strutturale isolante per costruzioni edili. - Google Patents

Elemento strutturale isolante per costruzioni edili.

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ITTO20130151A1
ITTO20130151A1 IT000151A ITTO20130151A ITTO20130151A1 IT TO20130151 A1 ITTO20130151 A1 IT TO20130151A1 IT 000151 A IT000151 A IT 000151A IT TO20130151 A ITTO20130151 A IT TO20130151A IT TO20130151 A1 ITTO20130151 A1 IT TO20130151A1
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Paoli Orio De
Giuseppe Andrea Ferro
Ilaria Nives Morabito
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Torino Politecnico
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    • E04B2005/322—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements with permanent forms for the floor edges

Description

“ELEMENTO STRUTTURALE ISOLANTE PER COSTRUZIONI EDILIâ€
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un elemento strutturale isolante per costruzioni edili.
Si à ̈ ormai da tempo rilevato che i metodi tradizionali di progettazione e realizzazione della maggior parte degli edifici sono carenti sotto il profilo energetico-ambientale. Questa inefficienza pesa, tra l’altro, anche significativamente sui vari bilanci nazionali: gli edifici sono infatti responsabili di gran parte dei consumi energetici e, nonostante esistano normative che hanno introdotto in campo edilizio strumenti prescrittivi specifici per limitare le dispersioni energetiche, nell’ultimo decennio i consumi legati all’edilizia sono tra quelli maggiormente cresciuti, rappresentando per esempio in Italia oltre il 30% di quelli energetici totali.
Sono stati inoltre condotti approfonditi studi termografici che permettono di evidenziare le dispersioni energetiche degli edifici che hanno consentito di individuare i punti critici e di enucleare i problemi di isolamento termico: da tali studi à ̈ risultato che proprio gli elementi strutturali degli edifici, pilastri e solai assorbono calore dall’interno e lo trasmettono all’esterno realizzando il cosiddetto “ponte termico†e causando di perdita di calore dagli involucri edilizi.
Infatti, l’elemento della costruzione che presenta i maggiori problemi à ̈ costituito dall’involucro: l’involucro edilizio costituisce la superficie di scambio più rilevante dell’edificio, ne delimita il sistema termodinamico e proprio attraverso l’involucro passano i flussi di energia, che vengono scambiati con l’ambiente esterno. Uno dei maggiori problemi a carico dell’involucro à ̈ quindi costituito da tali “ponti termici†. In particolare, i “ponti termici†sono originati da discontinuità materiche o morfologiche, o da senza continuità di isolamento presenti nelle strutture edilizie e ne determinano dispersioni termiche.
Sono noti nella tecnica sistemi per realizzare casseri isolanti, ma questi elementi non forniscono prestazioni strutturali e non possono essere quindi impiegati per realizzare elementi aggettanti come balconi o gronde.
La tecnica propone inoltre sistemi realizzati specificamente per consentire la realizzazione di elementi aggettanti che non interrompano la coibentazione nel nodo costruttivo costituito da solaio – cordolo – terrazzo, isolandolo dalle azioni termiche esterne. Tali prodotti si differenziano sia per il design degli elementi sia per la posizione dei ferri e sostanzialmente per i materiali impiegati. Le loro caratteristiche sono riassumibili nella realizzazione di un taglio termico parziale tra la parte dell’elemento rivolto all’esterno e quella interna; tutti i suddetti sistemi sono caratterizzati dall’impiego di un materiale isolante (usualmente polistirene) e di un reticolo metallico che assume tutte la funzioni portanti. I componenti di maggiore diffusione sono i seguenti:
- il sistema commercialmente noto come “MENSOLINO†impiegato come accessorio in costruzioni realizzate con i sistemi costruttivi tradizionali oltre che in edifici costruiti con il sistema commercialmente noto come “Climablock†;
- i raccordi per solette commercialmente noti come “SCHÖCK ISOKORB†utilizzati come elementi di giunzione isolanti con funzione strutturale per il collegamento delle solette esterne in calcestruzzo armato ai solai degli edifici; - il sistema commercialmente noto come “HALFEN HIT†che consente di evitare la formazione di muffe in corrispondenza del collegamento balcone – soletta;
- il sistema commercialmente noto come “FRANK TEAM†che, comprendente vari raccordi, permette l’aggancio in modo staticamente corretto degli elementi a sbalzo dell’edificio, riducendo i ponti termici che si manifestano nell’aggancio balcone – cordolo.
Un ulteriore metodo di risoluzione del problema dei ponti termici nell’involucro à ̈ costituito dalla metodica della disposizione a “cappotto†dell’isolante anche sugli elementi aggettanti. Tale procedura consiste nella collocazione dell’isolante in modo continuo su pareti esterne e balconi, in modo da isolare totalmente l’intero fabbricato all’esterno. Questa soluzione à ̈ efficace, ma lontana dalle usuali pratiche edilizie e necessita di modificare, oltre alle procedure tradizionalmente impiegate, anche l’immagine complessiva dell’edificio.
La tecnica nota del settore edilizio della componentistica per sistemi di involucro non presenta però alcun componente che possa riunire in un unico elemento sia la funzione isolante sia la funzione strutturale.
Scopo quindi della presente invenzione à ̈ quello di risolvere i suddetti problemi della tecnica anteriore fornendo un elemento strutturale isolante per costruzioni edili che consenta di garantire una continuità di isolamento evitando, di conseguenza, la formazione dei “ponti termici†che si generano negli elementi delle murature in elevazione come, per esempio, travi, balconi o gronde direttamente rivolti all’esterno e tradizionalmente sprovvisti di isolamento, migliorando, quindi, le prestazioni e l’efficienza energetica del pacchetto strutturale.
Un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire un elemento strutturale isolante per costruzioni edili in grado di coniugare le caratteristiche del cassero a perdere con quelle di elemento strutturale portante.
Inoltre, uno scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire un elemento strutturale isolante per costruzioni edili in grado di offrire l’isolamento dell’involucro mantenendo coerenza con le tipologie edilizie più diffuse.
Un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire un elemento strutturale isolante per costruzioni edili utilizzabile anche in opere di ristrutturazione edilizia, garantendo la possibilità di collocazione anche in situazioni di cantiere di limitata dimensione.
I suddetti ed altri scopi e vantaggi dell’invenzione, quali risulteranno dal seguito della descrizione, vengono raggiunti con un elemento strutturale isolante per costruzioni edili come quello descritto nella rivendicazione 1. Forme di realizzazione preferite e varianti non banali della presente invenzione formano l’oggetto delle rivendicazioni dipendenti.
Resta inteso che tutte le rivendicazioni allegate formano parte integrante della presente descrizione.
Risulterà immediatamente ovvio che si potranno apportare a quanto descritto innumerevoli varianti e modifiche (per esempio relative a forma, dimensioni, disposizioni e parti con funzionalità equivalenti) senza discostarsi dal campo di protezione dell'invenzione come appare dalle rivendicazioni allegate.
La presente invenzione verrà meglio descritta da alcune forme preferite di realizzazione, fornite a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
- le Figure da 1 a 4 mostrano delle viste in sezione laterale di alcune possibili applicazioni di realizzazioni preferite dell’elemento strutturale isolante secondo la presente invenzione, in particolare per la costruzione di nuovi edifici; e
- le Figure 5 e 6 mostrano delle viste in sezione laterale di altre possibili applicazioni di ulteriori realizzazioni preferite dell’elemento strutturale isolante secondo la presente invenzione, in particolare per la ristrutturazione di edifici già in essere.
Facendo riferimento alle Figure à ̈ possibile notare che l’elemento strutturale isolante 1 per costruzioni edili secondo la presente invenzione, in particolare destinato ad un utilizzo in situazioni in cui si configura un ponte termico generato da elementi in calcestruzzo posti in facciata di un edificio, à ̈ composto da almeno un corpo di supporto strutturalmente portante 3 realizzato in almeno un materiale isolante, per esempio selezionato tra i materiali compositi polimerici, atto ad isolare termicamente almeno una struttura muraria o aggetto 5 dall’ambiente esterno, tale elemento strutturale isolante 1 comprendente inoltre mezzi di fissaggio di tale corpo di supporto 3 a tale struttura muraria o aggetto 5 ponendo almeno tale corpo di supporto 3 preferibilmente a contatto diretto con la struttura muraria o l’aggetto 5 stesso.
In particolare, la caratteristica di struttura portante del corpo di supporto 3 à ̈ realizzata mediante l’utilizzo di almeno un materiale composito a base di fibra di vetro ad alta resistenza inserita in matrice epossidica F.R.P. (Fiber Reinforced Plastic).
Così come à ̈ possibile notare dalle Figure, l’elemento strutturale isolante 1 secondo la presente invenzione consente di risolvere sia le problematiche inerenti le dispersioni termiche, sia le questioni strutturali. Ovviamente le configurazioni di forma e dimensioni dell’elemento strutturale isolante 1 secondo la presente invenzione possono essere le più varie e dipendenti sostanzialmente dalle forme, dimensioni e/o tipologie di soluzioni costruttive di tali strutture murarie o aggetti 5.
Vantaggiosamente, l’elemento proposto può avere campi di applicazione individuabili sia nella ristrutturazione di edifici esistenti sia nella realizzazione di edifici nuovi.
In particolare, le Figure da 1 a 4 mostrano alcune possibili applicazioni di realizzazioni preferite dell’elemento strutturale isolante 1 secondo la presente invenzione per la costruzione di nuovi edifici: in particolare, da tali Figure à ̈ possibile notare chiaramente che l’elemento 1 può essere collocato, in fase realizzativa, nella parte esterna del cassero impiegato per la esecuzione della struttura muraria o dell’aggetto 5, come per esempio del cordolo esterno di facciata o di qualsiasi altra struttura aggettante rispetto alla facciata stessa. Preferibilmente, per applicazioni su nuove costruzioni, i mezzi di fissaggio del corpo di supporto 3 comprendono almeno una porzione di fissaggio 7 collegata senza soluzione di continuità al corpo di supporto 3 stesso, tale porzione di fissaggio comprendente almeno una superficie dotata di almeno un profilo aggrappante 9 aderente a tale struttura muraria o aggetto 5, ed in particolare al calcestruzzo realizzante tale struttura muraria o aggetto 5.
In particolare:
- la FIG. 1 mostra l’utilizzo dell’elemento strutturale isolante 1 secondo la presente invenzione per l’isolamento e la casseratura tra parete esterna e copertura (soluzione costruttiva evidenziata nel riquadro A) e tra parete esterna e solaio (soluzione costruttiva evidenziata nel riquadro B): in quest’ultimo caso, si noti come il corpo di supporto 3 comprenda almeno una porzione di supporto strutturale 11 dei pannelli murari 13 di rivestimento esterni, tale porzione 13 essendo atta a supportare almeno i carichi verticale esercitati da tali pannelli 13 su tale corpo di supporto 3; vantaggiosamente quindi, l’elemento strutturale isolante 1 secondo la presente invenzione può sostituire, grazie alle sue caratteristiche strutturali, il tradizionale cordolo esterno costruito in calcestruzzo ed evitare la formazione di un ponte termico lungo tutto la facciata creando continuità con lo strato di materiale isolante 14 posto fra i paramenti murari;
- le FIGG. 2, 3 e 4 mostrano l’utilizzo dell’elemento strutturale isolante 1 secondo la presente invenzione per l’isolamento e la casseratura tra parete esterna e solaio intermedio/serramento 19 (soluzione costruttiva evidenziata nel riquadro C): anche in questo caso si noti il corpo di supporto 3 comprendente almeno una porzione di supporto strutturale 11 dei pannelli murari 13 di rivestimento esterni e la creazione di continuità con lo strato di materiale isolante 14 posto fra i paramenti murari per l’eliminazione dei ponti termici;
- la FIG. 2 mostra anche l’utilizzo dell’elemento strutturale isolante 1 secondo la presente invenzione per l’isolamento, la casseratura ed il supporto strutturale di una struttura a sbalzo 21, quale un balcone o un ballatoio (soluzione costruttiva evidenziata nel riquadro D): in quest’ultimo caso, si noti come il corpo di supporto 3 comprenda almeno una porzione strutturale a sbalzo 15 di supporto degli elementi murari 17 della suddetta struttura a sbalzo 21. Anche in questo caso si noti la creazione di continuità con lo strato di materiale isolante 14 per l’eliminazione dei ponti termici;
- la FIG. 4 mostra anche l’utilizzo dell’elemento strutturale isolante 1 secondo la presente invenzione per l’isolamento e la casseratura di una struttura muraria 5 di fondazione (soluzione costruttiva evidenziata nel riquadro E): anche in questo caso si noti il corpo di supporto 3 comprendente almeno la porzione di supporto strutturale 11 degli elementi murari 25 sovrastanti e la creazione di continuità con lo strato di materiale isolante 14 per l’eliminazione dei ponti termici.
Come detto, l’elemento strutturale isolante 1 secondo la presente invenzione può anche trovare applicazioni nella ristrutturazione di edifici già in essere.
In particolare quindi, le Figure 5 e 6 mostrano alcune possibili applicazioni di realizzazioni preferite dell’elemento strutturale isolante 1 secondo la presente invenzione per la ristrutturazione di edifici. Preferibilmente, per applicazioni in ristrutturazioni, i mezzi di fissaggio del corpo di supporto 3 comprendono almeno un perno di fissaggio 27 passante attraverso tale corpo di supporto 3 ed in presa sulla struttura muraria o l’aggetto 5, tale perno di fissaggio 27 potendo essere un chiodo, una vite, un tassello, ecc….
In particolare:
- la FIG. 5 mostra l’utilizzo dell’elemento strutturale isolante 1 secondo la presente invenzione in una applicazione di ristrutturazione per l’isolamento tra parete esterna e copertura (soluzione costruttiva evidenziata nel riquadro F) e tra parete esterna e solaio (soluzione costruttiva evidenziata nel riquadro G): anche in quest’ultimo caso, si noti la creazione di continuità con lo strato di materiale isolante 14 per l’eliminazione dei ponti termici e come il corpo di supporto 3 comprenda la porzione di supporto strutturale 11 dei pannelli murari 13 di rivestimento esterni, tale porzione 13 essendo atta a supportare almeno i carichi verticale esercitati da tale pannelli 13 su tale corpo di supporto 3;
- la FIG. 6 mostra l’utilizzo dell’elemento strutturale isolante 1 secondo la presente invenzione in una applicazione di ristrutturazione per l’isolamento parete esterna e solaio intermedio/serramento 19 (soluzione costruttiva evidenziata nel riquadro H): anche in questo caso si noti la creazione di continuità con lo strato di materiale isolante 14 per l’eliminazione dei ponti termici ed il corpo di supporto 3 comprendente la porzione di supporto strutturale 11 dei pannelli murari 13 di rivestimento esterni.
In generale quindi, l’elemento strutturale isolante 1 secondo la presente invenzione come sopra descritto consente vantaggiosamente di assolvere contemporaneamente le seguenti funzioni:
- isolare la struttura muraria o l’aggetto 5 dall’esterno;
- realizzare un sistema di casseratura isolante; - essere strutturalmente portante.
Inoltre, l’elemento strutturale isolante 1 secondo la presente invenzione consente di migliorare la sequenza di operazioni necessarie per realizzare il getto di travi o cordoli: in particolare, il vantaggio consiste nel non dover togliere il cassero dopo il getto e di poter utilizzare il cassero a perdere costituito dall’elemento 1 secondo la presente invenzione come elemento strutturale portante e isolante allo stesso tempo.
Come detto, l’elemento strutturale isolante 1 secondo la presente invenzione consente inoltre di avere una totale continuità dell’isolamento evitando la formazione di ponti termici tra l’esterno e la struttura muraria o l’aggetto e migliorando, di conseguenza, le prestazioni e l’efficienza energetica del pacchetto strutturale. Tale caratteristica vantaggiosa à ̈ stata tra l’altro verificata sperimentalmente dalla Richiedente mediante analisi stratigrafica realizzata con un software Diatherm PRO, con la quale si à ̈ potuto constatare che la struttura rispetta la normativa termica e pertanto risulta essere una soluzione progettuale risolutiva per i problemi termico – energetici attuali.
Si sono descritte alcune forme preferite di attuazione dell’invenzione, ma naturalmente esse sono suscettibili di ulteriori modifiche e varianti nell’ambito della medesima idea inventiva. In particolare, agli esperti nel ramo risulteranno immediatamente evidenti numerose varianti e modifiche, funzionalmente equivalenti alle precedenti, che ricadono nel campo di protezione dell'invenzione come evidenziato nelle rivendicazioni allegate.

Claims (7)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Elemento strutturale isolante (1) per costruzioni edili avente caratteristiche isolanti, portanti e di cassero a perdere, caratterizzato dal fatto di essere composto da almeno un corpo di supporto strutturalmente portante (3) realizzato in almeno un materiale isolante atto ad isolare termicamente almeno una struttura muraria o aggetto (5) dall’ambiente esterno, detto elemento strutturale isolante (1) comprendente mezzi di fissaggio di detto corpo di supporto (3) a detta struttura muraria o aggetto (5) ponendo almeno detto corpo di supporto (3) a contatto diretto con detta struttura muraria o aggetto (5).
  2. 2. Elemento strutturale isolante (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto materiale isolante à ̈ un materiale composito polimerico.
  3. 3. Elemento strutturale isolante (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che una struttura portante di detto corpo di supporto (3) Ã ̈ realizzata mediante almeno un materiale composito a base di fibra di vetro ad alta resistenza inserita in matrice epossidica F.R.P. (Fiber Reinforced Plastic).
  4. 4. Elemento strutturale isolante (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di fissaggio di detto corpo di supporto (3) comprendono almeno una porzione di fissaggio (7) collegata senza soluzione di continuità a detto corpo di supporto (3), detta porzione di fissaggio comprendente almeno una superficie dotata di almeno un profilo aggrappante (9) aderente a detta struttura muraria o aggetto (5).
  5. 5. Elemento strutturale isolante (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di fissaggio di detto corpo di supporto (3) comprendono almeno un perno di fissaggio (27) passante attraverso detto corpo di supporto (3) ed in presa su detta struttura muraria o l’aggetto (5).
  6. 6. Elemento strutturale isolante (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto corpo di supporto (3) comprende almeno una porzione di supporto strutturale (11) di pannelli murari (13) di rivestimento esterni, detta porzione (13) essendo atta a supportare almeno dei carichi verticale esercitati da detti pannelli (13) su detto corpo di supporto (3).
  7. 7. Elemento strutturale isolante (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto corpo di supporto (3) comprende almeno una porzione strutturale a sbalzo (15) di supporto di elementi murari (17) di una struttura a sbalzo (21).
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